雷達技術發展規律和宏觀趨勢分析

楊建宇

(電子科技大學 成都 611731)

1 引言

雷達技術已經走過了70多年的發展歷程，先后經歷了二次世界大戰、冷戰軍備競賽、新軍事革命等不同歷史因素的促進并經受了考驗，雷達技術的體制、理論、方法、技術和應用都已得到很大的發展[1]。進入新世紀前后的10多年間，雷達技術面臨的目標、環境、任務，以及支撐雷達系統研制生產的相關技術，都發生了深刻的變化。當今雷達技術仍在高速地發展和演變，從而衍生出許多新的概念、體制和技術[2]，以適應未來全球資源競爭對雷達技術提出的嚴峻挑戰。

目前已有許多綜述性文獻，在不同的歷史時期，分別從特定歷史階段[3－4]、多種系統體制[5－11]、不同應用領域[12－15]、特定國家和機構[16－20]等角度，對雷達技術的發展進行了回顧和分析，剖析重點裝備和技術、分析歷史階段劃分、透視裝備發展主線、歸納技術發展動向。這些工作對于促進當時的雷達技術發展，起到了重要的推動作用。

本文試圖從宏觀的視角和大的時間尺度，認識雷達技術發展的內外因素和物理實質，分析雷達技術創新和變革的源動力，探討雷達技術發展的規律和主要表現形式，剖析不同發展階段的主要技術特征，推演預測未來發展的方向和特征，透視制約雷達技術發展節奏的內外因素。以期為把握雷達技術發展的時代脈絡和宏觀趨勢、契合需求和引領創新、推動發展和促進應用，提供新的觀察視角和思考方法。

2 雷達系統技術發展的外因

目標、環境和任務，是促成雷達體制、頻段、理論和技術不斷發展演變的3個主要外部因素。其中，對雷達技術發展推動作用最大的是目標多樣化，其次是環境復雜化和任務多元化。

目標多樣化是指目標的種類構型、運動特性、活動空間、散射特性、極化特性、頻譜特性等方面呈現多樣化的趨勢。例如，目標的種類構型由常規的空中飛機逐漸擴展為戰術導彈、彈道導彈、巡航導彈、掠海導彈、無人飛機、浮空平臺、臨近空間平臺、空天飛機、碎片衛星、潛艇艦船、海面地表、山川地形、地下建筑、跑道機場、橋梁建筑、道路工事、營房部隊、發射井架、火力單元、車輛裝甲、輸電線路、信息裝備等。而目標的特征屬性逐漸由常規目標擴展為隱形、隱蔽、遮蔽，靜止、時敏、慢速、高速、機動、變軌，低空、高空、空間、臨近空間等。

環境復雜化是指雷達的工作環境、生存環境、電磁環境，以及目標的周邊環境變得更加復雜。例如，除傳統的氣象、云雨、地海雜波外，雷達還要面臨山地、城市、海浪、海面蒸發等引起的強雜波、仙波；除了平坦地物背景中的目標探測，還需對山川、河谷、城市、建筑環境中的目標進行探測。

任務多元化是指雷達的作戰使命出現多向分化和范圍擴展的趨勢，以滿足現代信息化戰爭，以及應對多種威脅和遂行多樣化任務的需要。例如，除了傳統的警戒、引導、火控、制導等任務外，雷達還需要在對地偵察、精確打擊、防空防天、反導反衛等軍事任務，以及反恐維穩、災難救援、危機控制等任務中起到預警探測、跟蹤制導、偵察監視、目標識別、打擊評估、環境感知、目標搜索等作用。

正是以上3個方面外部因素的共同作用，促使了雷達技術的進步和體制的多樣化發展。例如：

在更復雜的周邊環境中，獲取更加精細的目標信息，以實現目標的成像與識別的需求，促使雷達體制演化、極化利用、頻段拓展、帶寬增大。因此出現了雙多基地SAR(Synthetic Aperture Radar)、3維SAR、極化干涉SAR、太赫茲雷達等新的雷達技術。

在更復雜的目標環境中，以更高數據率，實現多樣化目標的探測與跟蹤的需求，促進了雷達向多功能、數字化方向發展，平臺向臨近空間和空間平臺延伸。因此出現了數字相控陣雷達、MIMO(Multiple Input Multiple Output)雷達、臨近空間雷達和天基預警雷達等新的雷達技術。

在更復雜的生存環境中，實現多樣化目標的探測與跟蹤，并獲得更高的作戰性能的需求，促使雷達提高生存能力、加強隱蔽性，改善低截獲、抗干擾和反隱身性能，因此出現了無源、被動、外輻射源、雙多基地、柵欄、分布式、網絡化等雷達體制。

3 雷達系統技術發展的內因

“方式”、“能力”和“資源”是雷達體制、頻段、理論和技術不斷發展和演變的3個主要內部因素。其中，對雷達技術創新最具推動作用的是“方式”，其次是“能力”和“資源”。

“方式”是指雷達系統獲取信息的方式，包含運動、布設、配置、構型等實現途徑。

“能力”是指相關技術進步對雷達系統運動、布設、配置、構型，信號產生、發射、接收、記錄和處理等方面提供的實現能力。

“資源”是指雷達系統對平臺、波形、頻帶、極化等資源的利用程度。

以上3個方面的內部因素，以不同形式，從不同側面，在歷史、現實和未來的時間尺度上，始終是推動雷達體制演化與創新的內在動力。

3.1 獲取信息方式的改變是雷達體制創新的源泉

雷達獲取目標信息的占據、運動、配置、構型等幾何方式的改變，將引起回波中目標信息存在的形式與規律的顯著變化，從而導致目標信息提取方法、雷達系統體系結構和實現技術的深刻變化，也會使雷達具備新的能力，適應新的作戰任務需要。例如：

雷達占據的空間位置，由最初的一點布局，逐漸衍生為一條直線、兩條直線乃至兩條相互纏繞的曲線，從而實現了由方位低分辨的對空警戒雷達向方位高分辨的SAR、干涉SAR和分布式SAR 2維對地成像的衍生，并且正在進一步向多條平行直線等面狀布局形態拓展，形成真正具有高程分辨能力的3維SAR成像。同時，雷達站占據的空間位置，也由最初的一點布局，逐漸衍生出雙點、多點布局，從而形成了雙多基地雷達。可以預期，未來還將進一步向多點分布式雷達和多點立體網格雷達演化。

雷達占據的等效空間位置，也可以利用目標相對于雷達轉動引起的觀察視角變化來實現。例如，利用目標平動產生的觀察視角1維變化，已發展出了ISAR (Inverse Synthetic Aperture Radar)2維成像技術。可以預期，利用目標平動和轉動產生的觀測視角2維變化，未來還可能發展出ISAR 3維成像技術。

雷達通道占據空間位置的配置方式，由具有周期、平面、連續特征的傳統陣列，逐步衍生為單發多收、端發多收、多發多收、隨機和共形陣列等多種不同形態，演繹出不同的信息獲取能力，從而產生了數字波束形成、數字陣列雷達和共形陣列雷達。可以預期，未來還將進一步向具有間斷多組形態的分布式陣列方向衍生。

這些例子都從不同角度表明，改變獲取信息方式是雷達體制創新的源泉。

3.2 獲取信息能力的增強是雷達體制變革的基礎

產生、發射、接收、記錄、處理等基礎技術和承載平臺等相關工程實現技術的進步，可以為雷達系統提供新的技術能力。例如：

飛機使雷達具備了運動能力，能夠以運動的方式獲取目標信息，從而構成了合成孔徑雷達誕生的硬件基礎，雷達技術產生了革命性的進步。飛機、衛星、飛艇等承載平臺，也使雷達獲得了登高望遠的能力，承載于飛機和衛星的雷達系統，由于視距范圍顯著增加、觀測范圍增大，可以大大拓展雷達的探測距離和覆蓋范圍，實現早期預警和廣域監視。

收發相參技術的突破，使得雷達具備了相位控制和相位信息利用的能力，從而構成了上世紀60年代相控陣、合成孔徑和脈沖多普勒三大體制同時誕生的技術基礎，也使雷達技術產生了劃時代意義的飛躍。

有限極化控制和利用能力，已經使雷達取得相當的效益。如利用極化在警戒雷達中對抗有源/無源干擾、在合成孔徑雷達中進行地物分類，在極化干涉SAR中反演植被高度等等。隨著極化控制和極化信息利用能力的增強，可以預期，雷達技術有望獲得新的發展機遇。例如，如果采用類似相位調制和控制的方式對極化進行控制和利用，有可能為雷達提供新的能力，從而產生新的體制變革。

多通道同時記錄能力、多波形產生和控制能力，使傳統相控陣雷達得以衍生出接收 DBF (Digital Beam Forming)、數字陣列和正交波形MIMO雷達，從而獲得了同時多波束、波束3維空變的能力，以及更高的數據率、更多的功能、更強的環境適應能力、更好的低截獲和抗干擾能力。

這些例子都從不同角度表明，新技術的利用和集成，是雷達體制不斷演變發展重要的技術和物質基礎。

3.3 獲取信息資源的利用是雷達體制演化的重要途徑

隨著相關技術領域的進步和經濟可承受能力的增加，雷達系統對已有資源所提供信息的利用程度逐漸提高，雷達系統可利用的資源種類和數量也逐漸增多，從而引起體制和能力上的顯著變化。

對雷達系統現有資源進行優化配置，并增加信號處理的空間維數，從而在更高維的信號空間中擴大和鑒別目標與背景的差異，實現目標信息的充分挖掘和利用，是雷達性能提升的重要途徑。例如，在運動的雷達中尋求地面運動雜波與空中運動目標回波差異的努力，帶來了重頻提高和信號空間維度增加，從而促進了脈沖多普勒體制的誕生和發展。

通過增加平臺、相位、極化、頻段、帶寬、波形、信源、先驗信息等資源的種類或數量，可以構成多波段多極化 SAR、極化干涉 SAR、正交波形MIMO雷達、多波段多極化警戒雷達、多平臺聯合預警雷達等。可以預期，隨著經濟可承受能力的增強，未來將允許采用更多的系統資源，構成形態更為復雜的立體網絡雷達等探測系統。

由此看出，資源的增加和利用是雷達體制演化的重要途徑。

4 雷達系統技術發展的規律

根據以上對雷達技術發展外因、內因的分析，結合雷達技術發展演進歷史的重大事件，可以初步歸納出雷達技術發展演變的物理實質和基本規律。雷達系統的發展也像其它事物的發展演變一樣，遵循著由簡單到復雜、由低級到高級的普遍規律。總的來說，其發展規律是由低維度探測逐步向高維度探測演進，如圖1所示。

圖1 雷達系統技術發展規律與趨勢

從長遠來看，雷達技術目前仍處于其發展歷程的中級階段，其發展節奏取決于應用需求與綜合能力的契合。相關技術的革命是雷達系統飛躍發展的推動力，新概念和基礎理論的突破是雷達新能力形成的先導，基礎技術的變革為雷達性能提升帶來新的機遇。

4.1 占據更大譜寬是雷達體制創新的物理實質

在雷達技術發展和體制多樣化的表象后面，隱藏著貫穿其發展脈絡的兩條重要線索：即占據更寬的頻譜，以獲得高的縱向分辨能力和定位精度；占據更大的空間譜[21－23]，以獲得更高的橫向分辨能力和定位精度。

目標散射場在空間球面上形成空間譜，傳統單站、雙多基地、分布式雷達，2維和3維SAR及ISAR，相控陣、數字陣、分布式相控陣和未來的立體網絡雷達等，均可以在空間譜球面上找到其對應的形態。

4.2 雷達系統逐步由低維度向高維度探測演進

雷達系統的維度主要體現在探測器的構型、觀測視角的覆蓋和信號空間的維度*或簡稱“通道構型”、“視角覆蓋”、“信號維度”3個方面，基本遵循由“少”到“多”的漸進演變規律。同時，雷達系統的資源消耗呈逐漸增多的趨勢。

4.2.1 探測器的構型

雷達構型由單探測器(單一收/發系統)構型向多探測器(多個收/發組件)構型方向演化，以增強雷達對波束形態、掃描性能和覆蓋范圍的控制能力，從而提高雷達的目標探測能力和抗干擾能力。

例如，預警、警戒、制導、火控雷達已經由單一收/發系統演化出具有多個收/發組件的1維電掃和2維電掃相控陣雷達。正進一步由周期、平面、模擬和連續陣列演化為隨機、共形、數字和分布式陣列等復雜高維構型。

4.2.2 觀測視角覆蓋

對目標的觀測視角由單一視角向多視角方向演化，以增大觀測視角范圍，獲取更多的目標空間譜信息，從而得到更高的橫向分辨能力和定位精度，同時增強系統的抗干擾能力。

觀測視角的增大，可以由雷達相對于目標的橫向運動(SAR)、目標相對于雷達的橫向運動(ISAR)，目標與雷達之間的相對橫向運動(即 SAR和 ISAR的結合)以及雷達系統站點的橫向布局形態(多基地、分布式、網絡化等)等多種方式來實現。這幾種情況，已經、正在和將要向更高的維度演變。

例如，由傳統警戒雷達的單視角點狀觀測，已經演化出基于目標直線運動的逆合成孔徑 2維成像，形成了等效線狀觀測。可以預期，未來還可能向基于目標運動和自旋的逆合成孔徑3維成像方向發展，形成等效面狀觀測。同時，由點狀觀測已經演化出合成孔徑雷達的線狀觀測，正進一步演變為線陣合成孔徑3維成像的面狀觀測。

此外，值得密切關注的是，目前雷達系統的布局方式已經發展到網絡化雷達的類平面布局。可以預期，隨著相關技術進步、經濟能力的提升和對雷達系統探測方式的重新認識，未來還可能進一步向立體網格布局方向發展。

4.2.3 信號空間維度

目標檢測、跟蹤與識別的信號空間由低維度向高維度演化，以利用高維空間中目標與背景之間更大的差異性，改善雷達發射隱蔽性、增強抗干擾能力，增強復雜背景中微弱目標的探測能力。其表現是，雷達系統的回波輸入維度和處理維度呈逐步增加的趨勢。

處理維度增加的表現是，目標檢測與跟蹤的信號空間由早期的時域1維檢測，已經演化出時-頻域2維檢測(動目標顯示MTI、動目標檢測MTD、脈沖多普勒PD等)和檢測后跟蹤(DBT)，正進一步向距離-方位-掃描周期構成的 3維跟蹤后檢測(TBD)演變。可以預期，未來還可能向更高維的檢測與跟蹤方向發展。同時，運動目標分類識別的信號空間由傳統的運動特征識別，正在向1維和2維成像識別方向拓展，并將進一步向基于運動特征、雷達截面積起伏、質阻比、微多普勒、極化等特征構成的多維空間綜合識別方向發展。

輸入維度增加的表現是，雷達系統由早期的窄帶、單頻、單極化逐步向寬帶、多頻段、多極化演變。采用頻率捷變、多頻段、極化捷變、多極化等技術，可以在更寬頻域范圍和多極化域中更加有效地觀測目標與環境的差異，以改善雷達的目標檢測、低仰角跟蹤、反偵測抗干擾等性能；采用瞬時寬帶、正交多波形等技術，以改善雷達分辨率、截獲概率和空域凝視覆蓋等性能。可以預期，未來還將更多地利用包括目標和環境先驗信息及其它傳感器信息等在內的多種資源，使雷達系統在更加復雜環境中具備更高的探測性能。

從長遠來講，雷達系統的視角覆蓋將由單視角點狀布局向1維多視角布局、2維多視角布局演化，最終趨于3維多視角布局。雷達系統的探測器構型將逐漸由單探測器構型向多探測器簡單構型、多探測器共形構型演化，最終趨于多探測器復雜構型；而雷達系統的回波信號空間將由最初的1維信號空間逐步向2維信號空間、多維信號空間演化，最終趨于高維信號空間。在未來發展中產生的新體制雷達，將是現有體制雷達體系的有益拓展，它們相互依存，共同發揮體系探測的作用。

雷達系統的觀測視角、通道構型、信號維度 3個重要方面的不同演化層次，也是雷達發展進程階段劃分的重要依據。

4.3 雷達技術還處于發展歷程的中級階段后半期

根據以上對雷達系統技術發展演變規律的分析和發展趨勢的推演，結合國際公認的一些劃分方法，可以初步推斷，若將雷達技術的整個發展劃分為初級、中級和高級3個階段，則目前的雷達技術仍然處于其發展歷程的中級階段后半期，如圖2所示。

圖2 雷達技術發展歷程與未來

整個中級階段將以目前3種主流體制(相控陣、合成孔徑、脈沖多普勒)的誕生和發展、演變和完善，以及智能化、網絡化的萌芽為主要標志。因此，雷達技術依然有相當大的發展空間，也還有相當漫長的發展歷程。因此，在雷達的理論、體制和技術的創新和新型裝備的發展方面，依然長路漫漫、大有可為。

初級、中級和高級這3個階段的持續時間將呈逐漸拉長的趨勢。這是因為，根據事物發展的普遍規律，在雷達技術發展逐漸趨于其終極目標的過程中，技術進步將必然放緩。

4.3.1 初級階段(上世紀前半葉，約50年)

從 20世紀初出現的基于電磁波發射接收和金屬物體反射的探測系統專利(1904年，德，Huelsmeyer)算起，到第二次世界大戰結束和 20世紀 60年代的相控陣雷達(1960年代，美，AN/SPS-48[24])、合成孔徑雷達(1966年，美，CV-990機載 SAR[25])和脈沖多普勒雷達(1959年，美，AN/APG-59[26])誕生之前的這一段時期[27－30]，可算作雷達發展的初級階段。

在這個階段，飛機的發明和大規模應用于世界性戰爭，對飛機實現遠距探測和告警的急迫需求，極大地刺激和推動了雷達系統、雷達理論和基礎技術的高速發展，使雷達得以在實戰中用于警戒、搜索和火控，并在相當程度上影響了戰爭的進程和結局。

這一時期，雷達體制由最初的雙基地連續波、單基地脈沖發展為單基地相參脈沖體制；工作頻段由VHF頻段擴展至K頻段；承載平臺由地基擴展至機載；大功率發射、低噪聲接收技術和信號處理理論[1]都得到極大發展。

這一時期主流雷達裝備的主要特征是單視角點狀布局(單站，未合成孔徑)、單探測器構型(非相控陣)和1維信號空間處理(時域1維檢測)。

4.3.2 中級階段(前半期，上世紀60至90年代，約30年)

從20世紀60年代相控陣雷達、脈沖多普勒雷達、合成孔徑雷達出現，至固態有源相控陣雷達(1980年代，美，AN/FPS-115“鋪路爪”[31])、有源相控陣脈沖多普勒雷達(1995年，美，AN/APG-77[5])列裝，合成孔徑雷達(1988年，美，Lacrosse星載SAR[32];1991年，美，E-8A的 AN/APY-3機載SAR[30])用于上世紀 90年代的海灣戰爭的這一段時期[28,30]，可算作雷達發展中級階段的前半期。

在這個階段，與雷達相關的基礎技術不斷取得重大突破，高速噴氣飛機、中遠程導彈、軍用衛星的出現并大規模應用于冷戰軍備競爭，使得雷達技術得以繼續保持高速發展，并廣泛應用于預警、警戒、制導、火控、偵察和監視等領域[33]。

這一時期，雷達技術的主流發展方向是相控陣、合成孔徑，脈沖多普勒體制的誕生和發展；其中，相控陣由無源發展為有源[34]，合成孔徑雷達觀測地面目標的能力由靜止擴展至動目標[35]，脈沖多普勒雷達改善了下視能力。雷達工作頻段由K頻段擴展至 Ka頻段，承載平臺由空基擴展至天基。固態器件、計算機、微波集成電路、數字集成電路等基礎技術的成果被大量用于雷達系統，固態發射、低副瓣天線、數字處理、自動檢測、自動跟蹤等技術也得到極大發展。

這一時期主流雷達裝備的主要特征是1維多視角布局(單站，SAR,ISAR,1維線狀布局)、多探測器簡單構型(單站，模擬相控陣、平面相控陣)和 2維信號空間處理[36－37](MTD,PD,SAR,ISAR，距離-多普勒2維處理，距離-方位2維跟蹤)。

4.3.3 中級階段(后半期，上世紀 90年代至本世紀40年代，約50年)

從20世紀90年代海灣戰爭前后，固態有源相控陣雷達、有源相控陣脈沖多普勒雷達列裝，合成孔徑雷達投入實戰使用之后，到大約本世紀 30年代，共形數字相控陣雷達[34]、雙多基合成孔徑雷達[38]、下視 3維合成孔徑雷達[39]、扁平網絡化雷達[40]等新體制形成裝備的時期，可算作雷達發展的中級階段的后半期，也是目前正經歷的發展階段。

本階段已發生的歷次高技術局部戰爭，昭示了以信息主導和遠程精確打擊為主要特征的新軍事革命的到來，同時，“911”等事件還讓世界各國深刻認識到必須認真考慮如何應對多種威脅和完成多樣化作戰任務。因此，雷達技術發展的外部因素有了極大的改變，目標多樣化、環境復雜化和任務多元化成為本階段雷達技術面臨的嚴峻挑戰[41－42]。同時，平臺多樣化、基礎技術突破和經濟能力增長，也為雷達的發展帶來新的機遇。

這一時期，相控陣雷達、合成孔徑雷達、脈沖多普勒雷達3大主流體制已經、正在和將要進一步演化，而協同探測/分布式/網絡化雷達體制也將開始逐漸登上歷史舞臺；工作頻段將由 Ka頻段擴展至太赫茲和激光頻段；承載平臺將由天基擴展到臨近空間等平臺；與雷達相關的微波集成電路和數字處理等基礎技術已取得很大成就，并孕育著寬禁帶半導體等新的重大突破，也將為雷達技術的進一步發展提供新的空間。

本階段主流雷達裝備的主要特征將是2維多視角布局(扁平網絡化多站雷達，近2維面狀布局；干涉SAR[43]、雙多基SAR、3維SAR、3維ISAR，近 2維面狀布局)、多探測器共形構型(單站，數字相控陣，共形相控陣)和多維信號空間處理(TBD，距離-方位-時間3維跟蹤檢測；3維SAR、3維ISAR，距離-方位-多普勒3維處理；多站、多波段、多極化、多波形等構成的多維信號空間)。

4.3.4 高級階段(未來大約40年以后)

到大約本世紀40年代，共形數字相控陣雷達、雙多基SAR、3維SAR、扁平網絡化多站雷達等新體制雷達形成裝備并經過實戰檢驗后的時期，可稱為雷達技術發展的高級階段。

未來的雷達探測技術將突破現有思路的束縛，由目前集中式的信息獲取、基于設備的探測模式、單頻段單極化的系統構成、目標失配的信號波形、預先設定的工作模式、基于統計的檢測方法，向分布式信息獲取[44]、基于體系的探測模式、多頻段多極化的系統構成、目標匹配的信號波形、自適應及智能化的工作模式[45－46]、環境知識輔助的檢測方法[47]等方向拓展。同時，利用天基和臨近空間等平臺的雷達探測技術，將得到更加廣泛的重視。這些努力將最終演化出實現電子信息獲取的全新一代的雷達探測體制、裝備、系統和體系。

這一時期新型雷達裝備的主要特征將可能是3維多視角布局(例如，立體網格雷達，3維體狀布局；多站分布式/網絡化SAR，多外輻射源SAR，近 3維體狀布局)、多探測器復雜構型(例如，多站分布式共形數字相控陣)和高維信號空間處理(例如，TBD，距離-方位-多普勒-時間等多維跟蹤檢測；全頻段、全極化、多波形、多信息源等構成的多維信號空間)。

4.4 雷達技術的發展節奏受到內外因素的制約

雷達技術的發展一直受到目標、環境和任務3個外部因素的牽引制約。同時，方式、能力和資源3個內部因素所涉及的認識問題和可行性問題也是影響雷達技術發展節奏的關鍵因素。內外因素的相互作用和矛盾主體的轉化，共同決定雷達技術發展的節奏和進程。

4.4.1 發展節奏取決于應用需求與綜合能力的契合

科學技術帶來新的進步，新的進步產生新的需求，新的需求促進科學技術發展，這是一個循環往復的過程。雷達技術正是在這一過程中誕生和發展、演變和完善的，而其發展節奏卻取決于應用需求與綜合能力的契合。

應用需求與綜合能力的契合，是指雷達發展的內外因素構成的“想得到”(方式)、“做得到”(能力、資源)、“用得上”(目標、環境、任務)3個要素的是否齊備，當其中一個或兩個要素已經具備時，其余的要素則成為制約雷達技術發展的主要矛盾。從雷達技術發展的歷史進程來看，在不同歷史時期，這些要素的地位和具備與否，又是相互轉化的，3個要素的地位在時間尺度上大體上遵循的是一個倒序排列。

雷達誕生的初期，發展相對較慢，主要制約要素是第3個要素；隨后受到戰爭等需求的強烈刺激，取得了大的發展，主要制約要素轉化為第2個要素；當雷達發展到高級階段，將主要受制于第1個要素，同時，第2個要素中的個別因素仍將起到相當的制約作用。

雷達技術正在向更加復雜的高維度探測系統發展。中后期的2維多視角布局、多探測器共形構型和多維信號空間處理，乃至下一階段的3維多視角布局、多探測器復雜構型和高維信號空間處理，無疑將會消耗更多的平臺和系統資源。但是，更為困難的問題是如何科學合理地聚合這些資源，并有效而充分地發揮它們的綜合作用。例如，以立體網格雷達探測系統為代表的多平臺復雜探測系統，必然將會涉及到探測方式、回波模型、信息提取、系統構型、任務分配、資源調度、實現技術、探測效能等一系列復雜的理論、機理、方法、技術等問題。這些問題，本質上是一個認識問題，遵循實踐-認識-實踐的認識規律，需要有一個相當漫長的歷史過程，而在這個過程中還受到需求和投入的影響。因此，可以預期，“想得到”這個要素將成為雷達技術發展的中級階段的后半期和高級階段中制約技術發展的根本因素。

4.4.2 基礎理論與技術的進步是雷達技術發展的基石

新概念和基礎理論對雷達系統新能力的形成起著決定性的先導作用，這是雷達發展歷程中不斷被證實的規律。例如，首先是觀察到電磁波的發射、接收和反射的現象，發現反映電磁波規律的麥克斯韋方程組，隨后才有了雷達技術的萌芽和具有現代雷達基本特征的雷達系統的誕生；而緊隨其后的匹配濾波、模糊函數、最佳檢測、卡爾曼濾波等基礎理論，奠定了雷達波形設計、信號與數據處理的理論基礎，從而顯著地改善了雷達的性能。波束形成與控制、合成孔徑成像處理、脈沖多普勒處理等新概念和基礎理論對現代相控陣雷達、合成孔徑雷達、脈沖多普勒等雷達的誕生也曾經起到過先導和奠基作用。

基礎技術的變革可以為雷達性能的提升提供新的機遇，也是雷達發展歷程中被多次證實的規律。例如，磁控管的發明導致了微波雷達的問世，顯著增大了雷達的探測威力。隨后的行波管、固態發射等技術顯著改善了雷達的運動目標探測能力，也為合成孔徑雷達和脈沖多普勒雷達的實現提供了可能。石英晶振、鎖相環路等技術為雷達波形高性能產生，提供了重要的硬件基礎；超外差接收等技術為雷達實現低噪聲接收提供了必要的技術條件。單脈沖跟蹤、脈沖壓縮、動目標顯示、機載動目標顯示、機載地面動目標顯示等技術，為實現有效和充分的目標信息提取，起到了重要作用。集成電路、數字處理等技術，為實現脈沖壓縮、成像處理、自動檢測、自動跟蹤以及雷達系統的數字化，提供了關鍵的技術手段。

可以預期，新的概念、基礎理論和基礎技術今后仍將為雷達技術的發展和探測性能的提高，起到不可或缺的重要作用。例如，超低副瓣自適應陣列天線技術、空時2維自適應處理將是新一代脈沖多普勒機載預警雷達中提高下視能力的核心技術；寬禁帶半導體可以顯著增大固態器件功率，極大提高雷達系統的探測威力和可靠性；超常電磁材料、納米電子技術、微機電技術可能孕育著雷達系統新的變革。智能化探測和網格化探測的基礎理論，將為可能出現的智能雷達和立體網格雷達的發展起到先導作用。

4.4.3 相關技術的革命是雷達技術飛躍發展的推動力

工作平臺是雷達賴以存在的幾何空間，是決定雷達獲取信息方式的基本要素，也是雷達技術發展和體制創新的重要途徑之一。新平臺的合理利用，有可能使得雷達的探測方式、回波模型、信息提取、系統構型、實現技術、探測效能等方面發生根本性變化，進而為雷達技術的發展、提供新的動力和新的機遇。

例如，飛機、導彈、衛星的出現，使得雷達系統可以安裝在高速飛行的空中和空間平臺上，雷達系統探測方式發生了根本性改變，從而誕生了全新體制的合成孔徑雷達和脈沖多普勒雷達，為雷達提供了高性能的對地偵察、機載火控和機載預警等新的能力，使雷達技術產生了飛躍式的發展。

由此推演，天基預警雷達將是今后雷達技術發展的必然趨勢。而無人機、浮空平臺、臨近空間平臺、空天飛機、空間站等新和次新的平臺，也可能帶來雷達探測方式的根本性改變，使雷達探測的概念和體制發生極大的變化，從而再次使雷達技術產生新的飛躍，為雷達提供廣域監視、不間斷實時監視等新能力，有效地應對雷達面臨的現實和未來的挑戰。

此外，現代仿生學、現代通信導航技術、納米電子技術、量子技術等相關技術，以及磁探測技術、重力場探測技術和其它基于新的物理機理的探測技術，也將可能為雷達探測技術提供有益的借鑒或新的，甚至革命性的發展機遇。

5 結束語

對雷達技術發展趨勢的分析，可以從多種不同角度來進行。從需求角度進行分析，可以提供關于體系、裝備和技術需求的全面認識。從技術角度進行分析，則可以提供有關雷達技術發展演變規律的理解、對雷達技術前沿與未來的深刻認識，以及對雷達技術未來能力的預測，是把握雷達技術發展主線、實現技術推動、產生新概念裝備并形成新能力的利器，也是謀劃雷達技術長遠發展不可或缺的重要依據。

從技術角度的分析，主要是在“新”和“透”上面做文章。首先是要“追新”和“創新”，即從形成新技術的角度，從概念、機理、體制、頻段、平臺等方面著手，為雷達探測提供新的能力。其次要將原有技術“做透”、“見底”，即從形成新方法的角度，在途徑、精細等方面著手，為雷達探測提供更高的性能。

對雷達技術進行認識演變規律、歸納發展趨勢、推演技術遠景、遴選重點方向的研究和分析，關鍵是認清四類技術(已經發展、正在發展、亟待發展、將要發展)，區分兩種狀態(可想、可做、可用；可想、暫不可做、可用)，以便在雷達技術領域準確地把握前沿與主流、區分現實與未來，并在不同的計劃中開展相應的研究工作，從而為雷達技術的創新發展，確定未來若干年的分階段目標，遴選出重點方向，進而制定出科學可行的規劃。